اگر یک نیروگاه خورشیدی تاسیس کرده اید و یا قصد تاسیس آن را دارید، ضریب PSH یا ساعات اوج تابش خورشید عامل کلیدی مهمی است که حتما باید آن را در نظر بگیرید؛ زیرا میزان نور خورشیدی که پنل‌های خورشیدی دریافت می‌کنند، مستقیماً بر کارایی آن ها تأثیر می‌گذارد. ساعات اوج تابش خورشید به زمانی در طول روز اشاره دارد که نور خورشید در شدیدترین حالت خود قرار دارد و این پارامتر در در هرنقطه ای از دنیا دارای میزان متفاوتی است.
به منظور بهره‌مندی هرچه بیش تر از سیستم خورشیدی، درک ساعات اوج تابش خورشید در آن منطقه بسیار مهم است. بنابراین دانستن اینکه منطقه ساخت نیروگاه خورشیدی چند ساعت اوج تابش خورشید را دریافت می‌کند، می‌تواند گامی مهم در تعیین تعداد و نوع پنل‌های خورشیدی مناسب برای شما با توجه به برآورد های انجام شده باشد. در واقع هرچه ساعات اوج تابش خورشید دریافتی بیش تر باشد، سیستم شما می‌تواند انرژی خورشیدی بیش تری تولید و استفاده کند و دستیابی به میزان انرژی برق مورد نیاز شما را آسان‌تر کند.
قبل از ادامه مطالعه این مطلب، توجه داشته باشید؛ آموزشگاه فن آموزان دوره های تخصصی آموزش نصب پنل خورشیدی و راه اندازی انواع نیروگاه های خورشیدی را به صورت حضوری و در کارگاه های کاملاً مجهز برگزار می کند. برای دریافت اطلاعات بیشتر، روی تصویر بالا کلیک کنید یا با آموزشگاه تماس بگیرید.
ضریب PSH (ساعت های اوج تابش خورشید) چیست؟
ساعت اوج تابش خورشید به معنی تعداد کل ساعات تابش نور خورشید در یک مکان نیست. این ضریب روشی برای اندازه‌گیری میزان تابش نور خورشید در یک منطقه معین است که به عنوان تابش خورشیدی هم شناخته می‌شود. ساعت اوج تابش خورشید زمانی اتفاق می‌افتد که شدت نور خورشید به طور متوسط ۱۰۰۰ وات انرژی فتوولتائیک در هر متر مربع باشد. این میزان معمولاً در اواسط روز اتفاق می‌افتد که پنل‌های خورشیدی بیش ترین نور مستقیم خورشید را دریافت می‌کنند.
همچنین این مقدار نور خورشید (۱۰۰۰ وات بر متر مربع در طول یک ساعت)، دقیقاً همان مقدار نوری است که برای آزمایش و ارزیابی پنل‌های خورشیدی در آزمایشگاه استفاده می‌شود. مفهوم این تعریف این است که یک پنل خورشیدی در طول یک ساعت اوج تابش خورشید بتواند مقدار انرژی نزدیک به میزان خروجی مشخص شده خود تولید کند. به عبارت دیگر در طول یک ساعت اوج تابش خورشید، می‌توانید انتظار داشته باشید که یک پنل خورشیدی ۳۰۰ واتی تقریباً ۳۰۰ وات ساعت برق و یک سیستم ۶ کیلوواتی نیز تقریباً ۶ کیلووات ساعت برق تولید کند.
به عنوان مثال، شهر تهران به طور متوسط حدود 5.5 ساعت اوج تابش خورشید در روز دارد. در این مدت، پنل‌های خورشیدی نزدیک به ۱۰۰۰ وات انرژی خورشیدی در هر متر مربع دریافت می‌کنند. در مقایسه، اصفهان به طور متوسط حدود 5.9 ساعت اوج تابش خورشید در روز دارد، به این معنی که یک سیستم خورشیدی در اصفهان می‌تواند مقدار انرژی بیش تری نسبت به همان سیستم در تهران تولید کند.
تابش خورشیدی در ارتباط با ساعات اوج نور خورشید به چه معنا است؟
همانطور که می دانیم خورشید منبع انرژی تابشی است و مقدار انرژی خورشیدی که با زاویه خاصی به سطح می‌رسد، تابش نامیده می‌شود که با وات بر متر مربع (W/m2) یا کیلووات بر متر مربع (kW/m2) اندازه‌گیری می‌شود که در آن ۱۰۰۰ وات برابر با ۱.۰ کیلووات است. تابش خورشیدی انرژی‌ای است که خورشید از طریق امواج الکترومغناطیسی، از جمله اشعه ماوراء بنفش (UV)، نور مرئی و اشعه مادون قرمز (IR) ساطع می‌کند. این انرژی عامل اصلی سازنده آب و هوای زمین است که بر الگوهای آب و هوایی، فتوسنتز و چرخه آب نیز تأثیر می‌گذارد.
با این حال، فاصله مستقیم اندازه‌گیری شده بین زمین و خورشید، در طول سال پیوسته در حال تغییر است. این تغییر فاصله باعث ایجاد تغییراتی در میزان انرژی تابش خورشیدی دریافتی طی چرخش طبیعی زمین در طول یک دوره کامل یک ساله می‌شود.
طبق گفته ناسا، میانگین مقدار تابش اندازه‌گیری شده در لبه فضا و خارج از جو زمین بر روی یک سطح صاف عمود بر خورشید حدود ۱۳۷۰ وات بر متر مربع (یعنی ۱.۳۷ کیلووات) است. این مقدار تابش که توسط ناسا ارائه شده است، ثابت خورشیدی نامیده می‌شود و برای تعیین مقادیر خورشیدی در سطح زمین استفاده می‌شود.
زمانی که پرتوهای خورشید از جو عبور می‌کنند و در سطح دریا به زمین می‌رسند، حداکثر تابش خورشیدی در یک سطح صاف ۱ متر مربعی در سطح زمین اندازه‌گیری می‌شود. بنابراین در یک مکان استوایی در یک روز صاف و در زمان ظهر، میزان تابش خورشیدی اندازه‌گیری شده حدود ۱۰۰۰ وات بر متر مربع (یا ۱.۰ کیلووات بر متر مربع) است.
علت کم تر بودن مقادیر تابش اندازه‌گیری شده در سطح زمین نسبت به ثابت خورشیدی، پراکندگی و بازتاب نور خورشید هنگام عبور از جو و شرایط آب و هوایی آن نقطه است. همچنین شرایط سالانه مانند زمان سال، تغییرات فصلی و دما، شرایط ابری یا نیمه ابری بودن هوا و همچنین زاویه‌ای که پرتوهای خورشید به زمین می‌تابند، همگی بر میزان تابش خورشیدی موجود در یک مکان خاص تأثیر می‌گذارند.
هنگامی که تابش خورشیدی در کل چرخه ۲۴ ساعته روز و شب و همچنین در طول یک سال کامل ۳۶۵ روزه به طور متوسط اندازه‌گیری می‌شود، حتی بهترین مکان‌ها هم در هر روز به طور متوسط تنها ۲۵۰ تا ۳۰۰ وات بر متر مربع دریافت می‌کنند. این کمتر از ۳۰٪ مقداری است که به بالای سطح جو زمین می‌رسد. بنابراین مقدار زیادی «میرایی خورشیدی» وجود دارد، یعنی تابش خورشیدی، در هنگام عبور از جو زمین و قبل از رسیدن به سطح زمین به ویژه در ماه‌های زمستانی به میزان زیادی از دست می رود.
نحوه استفاده از ساعات اوج تابش خورشید برای اندازه‌گیری نور خورشید
تابش خورشیدی ارتباط نزدیکی با ساعات اوج نور خورشید، یعنی زمانی از روز که انرژی خورشید یا تابش خورشیدی در اوج خود قرار گرفته است دارد. این ساعات معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که خورشید در بالاترین نقطه خود در آسمان است و موانع کمی مانند ابرها در آسمان وجود دارند. درک ساعات اوج نور خورشید برای بهره‌برداری حداکثری از سیستم انرژی خورشیدی شما و اطمینان از جذب بالاترین میزان ممکن تابش خورشیدی بسیار مهم است.
بنابراین بعد از آشنایی با مفهوم ساعت اوج تابش خورشید، اکنون می توانیم به بررسی نحوه استفاده از آن برای اندازه‌گیری میزان نور خورشید در یک مکان خاص بپردازیم. با توجه به نمودار زیر مقادیر روزانه، ماهانه یا حتی سالانه تابش خورشیدی در هر مکانی قابل محاسبه است. این نمودار به ما ایده واضح‌تری از حداقل و حداکثر سطوح موجود برای تولید انرژی الکتریکی با استفاده از پنل‌های فتوولتائیک می‌دهد.
همانطور که در نمودار هم می بینید، میزان تابش خورشیدی در طول روزهای تابستانی درخشان‌تر، آفتابی‌تر و طولانی‌تر، بیش تر از روزهای کوتاه‌تر و کم‌نورتر زمستانی است. بنابراین، ساعات اوج تابش خورشیدی موجود در طول تابستان به وضوح طولانی‌تر از دوره زمستان است که به یک پنل فتوولتائیک اجازه می‌دهد تا با حداکثر توان نامی خود برای مدت طولانی‌تری کار کند.
به عنوان مثال، اگر میانگین انرژی خورشیدی که در ماه‌های تابستان بر روی یک سطح می‌تابد ۸۰۰ وات بر متر مربع باشد و به مدت ۸ ساعت کامل در روز در دسترس باشد، میزان تابش خورشیدی روزانه دریافتی در طول ماه‌های تابستان به شرح زیر خواهد بود:
بنابراین اگر ۱ کیلووات ساعت بر متر مربع برابر با یک ساعت اوج تابش خورشیدی (PSH) باشد، ۶.۴ کیلووات ساعت بر متر مربع برابر با ۶.۴ ساعت اوج تابش خورشیدی یا PSH ۶.۴ است.
حال اگر فرض کنیم که در ماه‌های زمستان میانگین انرژی خورشیدی موجود به نصف کاهش پیدا کند، یعنی به ۴۰۰ وات بر متر مربع برسد و در مقایسه با ماه‌های تابستان نصف ساعت ها، یعنی ۴ ساعت در دسترس باشد، آنگاه میزان تابش خورشیدی دریافتی در ماه‌های زمستان به صورت زیر خواهد بود:
بنابراین از این مثال بسیار ساده می‌توانید بفهمید که میزان انرژی خورشیدی جمع‌آوری‌شده در ماه‌های آفتابی‌تر تابستان، چهار برابر بیش تر و معادل ۶.۴ کیلووات ساعت بر متر مربع است، در حالی که این مقدار در ماه‌های کم‌نورتر زمستان تنها ۱.۶ کیلووات ساعت بر متر مربع است. باز هم طبق گفته ناسا، میانگین روزانه تابش خورشیدی در سراسر سیاره در طول یک روز تقریباً برابر با ۵.۰ کیلووات ساعت بر متر مربع یا ۵ ساعت اوج تابش خورشیدی (PSH) است.
مناطق دارای بیش ترین و کم ترین ساعات اوج تابش خورشید در کشور
اگر قصد تاسیس نیروگاه خورشیدی در جنوب ایران، از جمله استان هایی مانند سیستان و بلوچستان، هرمزگان، یزد، کرمان و فارس را دارید، باید بدانید که این مناطق بالاترین ساعات اوج تابش نور خورشید را دریافت می‌کنند. این مناطق از تابش شدید نور خورشید و شرایط آب و هوایی عالی بهره‌مند هستند که آن ها را برای تولید انرژی خورشیدی ایده‌آل می‌کنند. ترکیب تابش زیاد خورشید و آسمان عمدتاً صاف به سیستم خورشیدی شما کمک می‌کند تا بتوانید بهترین عملکرد را از سیستم خورشیدی خود داشته باشید.
همچنین اگر می خواهید در سواحل جنوبی دریای خزر و استان های اردبیل و آذربایجان نیروگاه خورشیدی ایجاد کنید، باید بدانید که احتمالاً ساعات اوج تابش خورشید کمتری را تجربه خواهید کرد. زیرا این مناطق به دلیل عرض جغرافیایی بالاتر، پوشش ابری مکرر و الگوهای آب و هوایی متغیر، نور مستقیم خورشید کمتری را دریافت می کنند. در نتیجه ممکن است نیروگاه خورشیدی شما به ویژه در استان های گیلان و مازندران به اندازه سیستم‌های مناطق آفتابی‌تر، نور خورشید دریافت نکند و دارای تولید انرژی و در نتیجه میزان بازدهی پایین تری باشد.
آیا ساعات اوج تابش خورشید در فصول مختلف متفاوت است؟
به دلیل تغییرات زاویه تابش خورشید و تفاوت طول روز در فصول مختلف، ساعات اوج تابش خورشید نیز معمولا با یکدیگر متفاوت هستند. به عنوان مثال، ماه‌های تابستان معمولاً ساعات اوج تابش خورشید بیش تری را ارائه می‌دهند؛ زیرا خورشید در آسمان بالاتر است و روزها نیز طولانی‌تر هستند. در حالی که ماه‌های زمستان به دلیل زاویه تابش کمتر و روزهای کوتاه‌تر، ساعات اوج تابش خورشید کم تری را ارائه می‌دهند.
نتیجه گیری
سیستم‌های انرژی خورشیدی می‌توانند تقریباً در هر کجای ایران، حتی در مناطقی با ساعات اوج تابش کمتر به طور مؤثر کار کنند. با این حال ممکن است در این مناطق، برای تأمین نیازهای برق خود به پنل‌های خورشیدی بیش تری نیاز داشته باشید.
هر چند که ساعات اوج تابش کم تر می‌تواند دوره بازگشت سرمایه نیروگاه خورشیدی که تاسیس کرده اید را طولانی‌تر کند، اما هنوز هم می تواند دست آوردهایی همچون کاهش انتشار کربن، کاهش هزینه‌های برق، امکان سرمایه گذاری در بلند مدت و تولیدی انرژی پاک را برای شما به ارمغان بیاورد و همچنین این امکان را فراهم کند که بتوانید سیاره‌ی سالم‌تر و غنی تری را برای نسل‌های آینده ایجاد کنید.
این مطلب توسط تیم تحریریه دپارتمان برق آموزشگاه فن آموزان تهیه شده است. در این دپارتمان، دوره های تخصصی متنوعی از جمله آموزش برق ساختمان، دوره های فوق تخصصی آموزش تعمیرات موبایل، آموزش برق صنعتی و بیش از 200 دوره آموزشی دیگر از جمله دوره های کامپیوتر و آموزش ICDL، دوره های آموزشی هنر، صنایع دستی، امور مالی، صنایع فلز و چوب و … در دپارتمان های مختلف با هدف آماده سازی شرکت کنندگان برای ورود سریع و مؤثر به بازار کار برگزار می شود.
برای شروع یادگیری تردید دارید؟جهت دریافت مشاوره رایگان شماره موبایل خود را وارد کنید.
var gform;gform||(document.addEventListener(“gform_main_scripts_loaded”,function(){gform.scriptsLoaded=!0}),window.addEventListener(“DOMContentLoaded”,function(){gform.domLoaded=!0}),gform={domLoaded:!1,scriptsLoaded:!1,initializeOnLoaded:function(o){gform.domLoaded&&gform.scriptsLoaded?o():!gform.domLoaded&&gform.scriptsLoaded?window.addEventListener(“DOMContentLoaded”,o):document.addEventListener(“gform_main_scripts_loaded”,o)},hooks:{action:{},filter:{}},addAction:function(o,n,r,t){gform.addHook(“action”,o,n,r,t)},addFilter:function(o,n,r,t){gform.addHook(“filter”,o,n,r,t)},doAction:function(o){gform.doHook(“action”,o,arguments)},applyFilters:function(o){return gform.doHook(“filter”,o,arguments)},removeAction:function(o,n){gform.removeHook(“action”,o,n)},removeFilter:function(o,n,r){gform.removeHook(“filter”,o,n,r)},addHook:function(o,n,r,t,i){null==gform.hooks[o][n]&&(gform.hooks[o][n]=[]);var e=gform.hooks[o][n];null==i&&(i=n+”_”+e.length),gform.hooks[o][n].push({tag:i,callable:r,priority:t=null==t?10:t})},doHook:function(n,o,r){var t;if(r=Array.prototype.slice.call(r,1),null!=gform.hooks[n][o]&&((o=gform.hooks[n][o]).sort(function(o,n){return o.priority-n.priority}),o.forEach(function(o){“function”!=typeof(t=o.callable)&&(t=window[t]),”action”==n?t.apply(null,r):r[0]=t.apply(null,r)})),”filter”==n)return r[0]},removeHook:function(o,n,t,i){var r;null!=gform.hooks[o][n]&&(r=(r=gform.hooks[o][n]).filter(function(o,n,r){return!!(null!=i&&i!=o.tag||null!=t&&t!=o.priority)}),gform.hooks[o][n]=r)}});
"*" فیلدهای الزامی را نشان می دهد
Hiddenاین فیلد برای اعتبار سنجی است و باید بدون تغییر باقی بماند .gform.initializeOnLoaded( function() {gformInitSpinner( 30, ‘https://fanamoozan.com/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.svg’, true );jQuery(‘#gform_ajax_frame_30’).on(‘load’,function(){var contents = jQuery(this).contents().find(‘*’).html();var is_postback = contents.indexOf(‘GF_AJAX_POSTBACK’) >= 0;if(!is_postback){return;}var form_content = jQuery(this).contents().find(‘#gform_wrapper_30’);var is_confirmation = jQuery(this).contents().find(‘#gform_confirmation_wrapper_30’).length > 0;var is_redirect = contents.indexOf(‘gformRedirect(){‘) >= 0;var is_form = form_content.length > 0 && ! is_redirect && ! is_confirmation;var mt = parseInt(jQuery(‘html’).css(‘margin-top’), 10) + parseInt(jQuery(‘body’).css(‘margin-top’), 10) + 100;if(is_form){jQuery(‘#gform_wrapper_30’).html(form_content.html());if(form_content.hasClass(‘gform_validation_error’)){jQuery(‘#gform_wrapper_30’).addClass(‘gform_validation_error’);} else {jQuery(‘#gform_wrapper_30’).removeClass(‘gform_validation_error’);}setTimeout( function() { /* delay the scroll by 50 milliseconds to fix a bug in chrome */ jQuery(document).scrollTop(jQuery(‘#gform_wrapper_30’).offset().top – mt); }, 50 );if(window[‘gformInitDatepicker’]) {gformInitDatepicker();}if(window[‘gformInitPriceFields’]) {gformInitPriceFields();}var current_page = jQuery(‘#gform_source_page_number_30’).val();gformInitSpinner( 30, ‘https://fanamoozan.com/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.svg’, true );jQuery(document).trigger(‘gform_page_loaded’, [30, current_page]);window[‘gf_submitting_30’] = false;}else if(!is_redirect){var confirmation_content = jQuery(this).contents().find(‘.GF_AJAX_POSTBACK’).html();if(!confirmation_content){confirmation_content = contents;}jQuery(‘#gform_wrapper_30’).replaceWith(confirmation_content);jQuery(document).scrollTop(jQuery(‘#gf_30’).offset().top – mt);jQuery(document).trigger(‘gform_confirmation_loaded’, [30]);window[‘gf_submitting_30’] = false;wp.a11y.speak(jQuery(‘#gform_confirmation_message_30’).text());}else{jQuery(‘#gform_30’).append(contents);if(window[‘gformRedirect’]) {gformRedirect();}}jQuery(document).trigger(“gform_pre_post_render”, [{ formId: “30”, currentPage: “current_page”, abort: function() { this.preventDefault(); } }]); if (event && event.defaultPrevented) { return; } const gformWrapperDiv = document.getElementById( “gform_wrapper_30” ); if ( gformWrapperDiv ) { const visibilitySpan = document.createElement( “span” ); visibilitySpan.id = “gform_visibility_test_30”; gformWrapperDiv.insertAdjacentElement( “afterend”, visibilitySpan ); } const visibilityTestDiv = document.getElementById( “gform_visibility_test_30” ); let postRenderFired = false; function triggerPostRender() { if ( postRenderFired ) { return; } postRenderFired = true; jQuery( document ).trigger( ‘gform_post_render’, [30, current_page] ); gform.utils.trigger( { event: ‘gform/postRender’, native: false, data: { formId: 30, currentPage: current_page } } ); if ( visibilityTestDiv ) { visibilityTestDiv.parentNode.removeChild( visibilityTestDiv ); } } function debounce( func, wait, immediate ) { var timeout; return function() { var context = this, args = arguments; var later = function() { timeout = null; if ( !immediate ) func.apply( context, args ); }; var callNow = immediate && !timeout; clearTimeout( timeout ); timeout = setTimeout( later, wait ); if ( callNow ) func.apply( context, args ); }; } const debouncedTriggerPostRender = debounce( function() { triggerPostRender(); }, 200 ); if ( visibilityTestDiv && visibilityTestDiv.offsetParent === null ) { const observer = new MutationObserver( ( mutations ) => { mutations.forEach( ( mutation ) => { if ( mutation.type === ‘attributes’ && visibilityTestDiv.offsetParent !== null ) { debouncedTriggerPostRender(); observer.disconnect(); } }); }); observer.observe( document.body, { attributes: true, childList: false, subtree: true, attributeFilter: [ ‘style’, ‘class’ ], }); } else { triggerPostRender(); } } );} );
دریافت مشاوره رایگان
نوشته ساعت اوج تابش خورشید چیست؟ نحوه محاسبه ضریب PSH اولین بار در آموزشگاه فنی و حرفه ای فن آموزان. پدیدار شد.
دیدگاه خود را بنویسید